(57)【要約】【課題】部品点数を減らして組立工数を低減し、コストダウンを図るとともに、レゾルバロータの変形を防いで回転角度の検出精度を維持することができる回転電機を提供する。【解決手段】フレーム２と、フレーム２に固定されたハウジング３と、フロントベアリング５、およびリアベアリング７によって回転自在に支持されたシャフト８と、シャフト８に固定された回転子１０と、フレーム２に固定された固定子１１と、ハウジング３の反回転子１０側でシャフト８に接続されたボス１５と、レゾルバロータ１８と、レゾルバロータ１８との間のギャップパーミアンスをレゾルバロータ１８と協同して変化させるレゾルバステータ２０とを備え、ボス１５は、ボス本体１６と、ボス本体１６からフロントベアリング５に向けて延設されて先端部がフロントベアリング５に当接したロータ保持部１７とを有し、レゾルバロータ１８は、ロータ保持部１７に取り付けられているものである。【選択図】図１
2007082285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底円筒状のフレームと、
前記フレームの開口部を覆って固定されたハウジングと、
前記ハウジングに設けられたフロントベアリング、および前記フレームに設けられたリアベアリングによって回転自在に支持されたシャフトと、
前記シャフトに取り付けられた回転子と、
前記回転子の外周を囲って前記フレームに固定された固定子と、
前記ハウジングの反前記回転子側で前記シャフトに接続されたボスと、
前記シャフトとともに回動するレゾルバロータと、
前記レゾルバロータの外周を囲って固定され、前記レゾルバロータとの間のギャップパーミアンスを前記レゾルバロータと協同して変化させるレゾルバステータと
を備え、
前記ボスは、ボス本体と、前記ボス本体から前記フロントベアリングに向かって延設されて先端部が前記フロントベアリングに当接したロータ保持部とを有し、
前記レゾルバロータは、前記ロータ保持部に取り付けられていること
を特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記ボスは、前記レゾルバロータを位置決めする段差部を有していることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転子の回転角度を検出するレゾルバを備えた回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のモータは、シャフトが、モータハウジング内に設けられたフロントベアリングとフレームの後端に設けられたリアベアリングとによって回転可能に保持されている。
シャフトのリアベアリング側には、磁界を発生させるマグネットが取り付けられており、回転子が構成されている。シャフトの反回転子側には、回転子の回転角度を検出するレゾルバのレゾルバロータが取り付けられている。レゾルバロータの外周には、レゾルバロータとの間のギャップパーミアンスをレゾルバロータと協同して変化させるレゾルバステータが固定されている。
レゾルバロータは、シャフトに挿入されてフロントベアリングに当接したブッシュと、シャフトに圧入されて回転子に発生した駆動力を外部に伝達するカップリングであるボスとの間に固定されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１０８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のモータでは、シャフトにブッシュが挿入されるため、部品点数が増えて組み立て工数が増え、コストが高くなるという問題点があった。
また、シャフトにレゾルバロータが取り付けられた後に、さらにボスが圧入されるため、ボスの先端部がレゾルバロータを圧縮してレゾルバロータが変形し、回転角度の検出精度が低下するという問題点もあった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、部品点数を減らして組立工数を低減し、コストダウンを図るとともに、レゾルバロータの変形を防いで回転角度の検出精度を維持することができる回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る回転電機は、有底円筒状のフレームと、フレームの開口部を覆って固定されたハウジングと、ハウジングに設けられたフロントベアリング、およびフレームに設けられたリアベアリングによって回転自在に支持されたシャフトと、シャフトに取り付けられた回転子と、回転子の外周を囲ってフレームに固定された固定子と、ハウジングの反回転子側でシャフトに接続されたボスと、シャフトとともに回動するレゾルバロータと、レゾルバロータの外周を囲って固定され、レゾルバロータとの間のギャップパーミアンスをレゾルバロータと協同して変化させるレゾルバステータとを備え、ボスは、ボス本体と、ボス本体からフロントベアリングに向かって延設されて先端部がフロントベアリングに当接したロータ保持部とを有し、レゾルバロータは、ロータ保持部に取り付けられているものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の回転電機によれば、ボスが、ボス本体からフロントベアリングに向かって延設されて先端部がフロントベアリングに当接したロータ保持部を有しているので、ブッシュが不要となり、部品点数を減らして組立工数を低減し、コストダウンを図ることができる。
また、レゾルバロータがボスに設けられたロータ保持部に取り付けられているので、ボスがレゾルバロータを圧縮してレゾルバロータが変形することがなく、回転角度の検出精度を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。
なお、以下の実施の形態では、回転電機が３相ブラシレスモータ１（以下「モータ１」と略称する）である場合を例にして説明する。
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るモータ１を示す部分断面図、図２は、図１のモータ１の正面図である。
図において、このモータ１は、鉄板を絞り加工した有底円筒状のフレーム２と、フレーム２の開口部を覆って固定されたアルミニウムからなるハウジング３とを有している。
ハウジング３の中央部に形成された窓部４には、外輪部がコーキングされて固定されたフロントベアリング５が取り付けられている。
また、フレーム２の底部には、凹状のベアリングボックス６が設けられており、ベアリングボックス６には、リアベアリング７が挿入されている。
フロントベアリング５およびリアベアリング７は、磁性体である鉄からなるシャフト８をそれぞれ回転自在に支持している。
【００１０】
シャフト８の一端部には、磁界を発生させるマグネット９が取り付けられて回転子１０が構成されている。マグネット９の外周面には、マグネット９を保護する図示しない保護チューブがかぶせられている。
フレーム２の内周面には、回転子１０の外周を囲って固定子１１が取り付けられている。
固定子１１は、珪素鋼板を積層して形成された固定子鉄心１２と、樹脂製の絶縁体１３と、絶縁体１３に巻装されたモータコイル１４とを有している。モータコイル１４は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相からなり、それぞれスター結線されている。
【００１１】
ハウジング３の反回転子１０側で、シャフト８の他端部には、鉄製のボス１５が圧入されている。
ボス１５は、外部機構と接続されるボス本体１６と、ボス本体１６からフロントベアリング５に向かって延設されて先端部がフロントベアリング５に当接するとともに、ボス本体より小径のロータ保持部１７とを有している。
ロータ保持部１７には、シャフト８とともに回動するレゾルバロータ１８が、ボス本体１６側に移動することを規制する段差部１９が形成されている。この段差部１９は、ロータ保持部１７の先端部がフロントベアリング５の内輪部に当接した際に、レゾルバロータ１８がハウジング３に取り付けられたレゾルバステータ２０に対面する所定の位置に定まるように形成されている。
【００１２】
レゾルバロータ１８は、珪素鋼板を積層して形成されており、ロータ保持部１７に圧入あるいは接着されて固定されている。ボス１５およびレゾルバロータ１８の構造を図３（ａ）、（ｂ）に示す。
レゾルバロータ１８は、レゾルバステータ２０と協同して、レゾルバステータ２０との間のギャップパーミアンスを周期的に変化させるように、楕円形に形成されている。
【００１３】
レゾルバロータ１８の外周には、ハウジング３に設けられたステータ取り付け部２１に取り付けられたレゾルバステータ２０を含むレゾルバ体２２が取り付けられている。レゾルバ体２２の内部構造を図４（ａ）、（ｂ）に示す。
レゾルバ体２２は、レゾルバステータ２０と、信号線接続用のオス側コネクタ２３とを有している。
レゾルバステータ２０は、珪素鋼板を積層し、周方向に等しい間隔をおいて形成された複数のティース２４を有する積層体２５と、絶縁体２６を介してティース２４に巻装された１相の励磁巻線２７と２相の出力巻線２８とを有している。
ここで、レゾルバロータ１８とレゾルバ体２２とで回転子１０の回転角度に応じて信号を出力するレゾルバが構成されている。
【００１４】
１相の励磁巻線２７は、隣接するそれぞれのティース２４に連続的に巻装されている。２相の出力巻線２８のうち、第１の出力巻線２８ａは、隣接するそれぞれのティース２４に連続的に、かつティース２４の中心線に対して励磁巻線２７の径方向外側に巻装されている。また、第２の出力巻線２８ｂは、隣接するそれぞれのティース２４に連続的に、かつティース２４の中心線に対して第１の出力巻線２８ａの径方向外側に巻装されている。
【００１５】
モータコイル１４に接続されて電力を供給するモータリード線２９と、メス側コネクタ３０を介してオス側コネクタ２３に接続され、回転子１０の回転角度に関する信号を外部に伝送するセンサリード線３１とは、ハウジング３に設けられたグロメット３２を通じて外部に導出されている。
【００１６】
なお、上記構成のモータ１において、レゾルバロータ１８は、ボス１５がシャフト８に圧入される前にあらかじめロータ保持部１７に固定される。レゾルバロータ１８が固定されたボス１５は、ロータ保持部１７の先端部がフロントベアリング５の内輪部に当接するようにシャフト８に圧入される。
【００１７】
以下、上記構成のモータ１についての動作を説明する。
励磁巻線２７には、図示しない検出用電源から、１０ｋＨｚ、５Ｖｐｐの正弦波状の励磁電圧が印加される。励磁巻線２７に励磁電圧が印加されることにより、励磁巻線２７に励磁電流が流れ、レゾルバロータ１８とレゾルバステータ２０との空隙部分に磁束が発生する。
また、モータリード線２９からモータコイル１４に電力が供給され、モータコイル１４に３相交流電圧が印加される。モータコイル１４に３相交流電圧が印加されることにより、モータコイル１４に回転磁界が発生し、回転子１０が回転する。
回転子１０が回転することにより、シャフト８を介して互いに接続されたレゾルバロータ１８が回転し、レゾルバロータ１８とレゾルバステータ２０との間のギャップパーミアンスが変化する。ギャップパーミアンスの変化により、第１の出力巻線２８ａと第２の出力巻線２８ｂとの出力電圧波形には、９０°の位相差が生じるため、回転角度の検出が可能となる。
第１の出力巻線２８ａおよび第２の出力巻線２８ｂの出力電圧は、センサリード線３１を伝送されて図示しない演算部に入力され、回転子１０の回転角度が検出される。
【００１８】
この発明の実施の形態１に係る回転電機によれば、ボス１５が、ボス本体１６からフロントベアリング５に向かって延設されて先端部がフロントベアリング５に当接したロータ保持部１７を有している。
そのため、ブッシュが不要となり、部品点数を減らして組立工数を低減し、コストダウンを図ることができる。
また、レゾルバロータ１８がロータ保持部１７に取り付けられているので、ボス１５がレゾルバロータ１８を圧縮してレゾルバロータ１８が変形することがなく、回転角度の検出精度を維持することができる。
また、レゾルバロータ１８がボス１５の段差部１９に取り付けられるので、レゾルバロータ１８の取り付け位置を容易に決めることができ、組立効率を向上させることができる。
【００１９】
なお、上記実施の形態１では、回転電機が３相ブラシレスモータ１である場合を例にして説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、直流モータ、交流モータを問わず、種々のモータに用いることができ、同様の効果を奏することができる。
また、回転電機は、モータに限られるものではなく、発電機であってもよい。
このものの場合も、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１に係るモータを示す部分断面図である。
【図２】図１のモータの正面図である。
【図３】（ａ）は、図１のボスおよびレゾルバロータを示す正面図であり、（ｂ）は、図１のボスおよびレゾルバロータを示す側面図である。
【図４】（ａ）は、図１のレゾルバステータの内部構造を示す正面図であり、（ｂ）は、図１のレゾルバステータの内部構造を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  モータ（回転電機）、２  フレーム、３  ハウジング、５  フロントベアリング、７  リアベアリング、８  シャフト、１０  回転子、１１  固定子、１５  ボス、１６  ボス本体、１７  ロータ保持部、１８  レゾルバロータ、１９  段差部、２０  レゾルバステータ。
【図１】
2007082285.tif 000003
【図２】
2007082285.tif 000004
【図３】
2007082285.tif 000005
【図４】
2007082285.tif 000006